一种可施工多形态水泥土搅拌桩的施工钻头及方法技术

本发明专利技术公开了一种可施工多形态水泥土搅拌桩的施工钻头及方法，包括套装在一起的内筒和外筒，且内筒下部延伸到外筒外，沿着外筒的径向方向在外筒的外壁上设有第一固定筒，在第一固定筒内设有可沿着其轴线方向伸缩的第一叶片，在第一叶片内固定有浆液管道，在第一固定筒上方的外管壁上还设有第一喷射孔；沿着内筒的径向方向在内筒的外壁上设有第二固定筒，在第二固定筒内设有可沿着其轴线方向伸缩的第二叶片，在第二叶片内固定有压缩气体管道和浆液管道，压缩气体管道和浆液管道可与第二叶片一起伸缩；在第二固定筒上方的内筒壁上方还设有第二喷射孔。设有第二喷射孔。设有第二喷射孔。

【技术实现步骤摘要】
一种可施工多形态水泥土搅拌桩的施工钻头及方法


[0001]本专利技术涉及水泥土搅拌桩地基加固设备领域，具体涉及一种可施工多形态水泥土搅拌桩的施工钻头及其施工方法。

技术介绍

[0002]由于路基高度大、地基相对软弱，路基工后沉降是黄泛区高速公路建设的关键技术问题之一。搅拌桩技术通过施工钻头在现场进行钻进、喷浆、搅拌从而成桩，其工程扰动小、施工迅速、造价相对较低、地基加固深度大，被大量用于黄泛区高速公路地基加固工程中。但结合近年来的黄泛区大量工程实践，现有搅拌桩技术主要存在以下问题：
[0003]目前大多搅拌桩施工使用的施工钻头只能施工单一桩型，无法满足多桩型施工；例如现有桩型包括普通的管桩、管型竹节桩、搅拌桩等，但是没有一种钻头可以同时满足这几种桩型的施工。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术公开了一种可施工多形态水泥土搅拌桩的施工钻头及施工方法，该钻头可以同时实现多种桩型的施工。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]第一方面，本专利技术提出了一种可施工多形态水泥土搅拌桩的施工钻头，包括套装在一起的内筒和外筒，且内筒下部延伸到外筒外，沿着外筒的径向方向在外筒的外壁上设有第一固定筒，在第一固定筒内设有可沿着其轴线方向伸缩的第一叶片，在第一叶片内固定有浆液管道，在第一固定筒上方的外管壁上还设有第一喷射孔；沿着内筒的径向方向在内筒的外壁上设有第二固定筒，在第二固定筒内设有可沿着其轴线方向伸缩的第二叶片，在第二叶片内固定有压缩气体管道和浆液管道，所述的压缩气体管道和浆液管道可与第二叶片一起伸缩；在第二固定筒上方的内筒壁上方还设有第二喷射孔。
[0007]作为进一步的技术方案，所述的第一叶片由一个液压缸控制其伸缩。
[0008]作为进二步的技术方案，所述的第一叶片由一个液压缸控制其伸缩。
[0009]作为进一步的技术方案，所述的压缩气体管道绕浆液管道设置一圈。
[0010]作为进一步的技术方案，所述的第一喷射孔沿着外管壁对称设置一对。
[0011]作为进一步的技术方案，所述的第二喷射孔沿着内管壁对称设置一对。
[0012]第二方面，本专利技术提出了利用上述施工钻头进行施工的方法如下：
[0013]施工管桩时，在上提过程中，第一叶片收缩至钻头内，由第二喷射孔进行水泥浆喷射，同时第二叶片伸出，随钻头的转动对第二喷孔喷出的浆液进行搅拌，使得外部浆液搅拌均匀，成桩后外部强度较高，形成管桩；
[0014]施工管型竹节桩时，使得第一叶片和第二叶片伸出量一长一短，保持短叶片持续喷浆，长叶片在指定位置喷浆，即可形成管型竹节桩；
[0015]施工高效高压劈裂搅拌桩时，打开两对称布置的第二喷射孔以及两对称布置的第
二喷射孔进行喷浆，采用设定的喷浆压力以及施工速度快速上提施工，可施工高效圆柱形搅拌桩；
[0016]施工大直径桩体时，打开第二叶片内的压缩气体管道和浆液管道，在压缩气体作用下可使成桩直径进一步增加，若需要三管法施工则可在此基础上开启上部的第一喷射孔喷射高压水流。
[0017]本专利技术优势如下：
[0018]本专利技术通过控制钻头上的第一叶片、第二叶片的伸缩以及配合第一喷射孔、第二喷射孔等，可以用于成型多种桩型，包括管桩、管型竹节桩、高效高压劈裂搅拌桩、大直径桩体等，相对于现有钻头应用范围广，且本专利技术还提出了基于该钻头的施工方法，实现不同桩的施工，降低施工能耗及成本降低30％以上；通过该施工方法成型的管桩相比桩内部外部浆液搅拌更加均匀，外部强度高，计算承载力时使用的是整个桩的外径，较普通搅拌桩具有更大的外径，这样与普通搅拌桩比极大提高了水泥土桩竖向承载力；同时与同直径水泥土搅拌桩比又降低了水泥用量。管型竹节桩在竹节状的基础上进一步扩大外径、提升承载力的一种桩型，相比常规竹节桩其主体部分为筒桩桩型，且具有竹节桩的竹节扩径部位，满足了竹节桩提高承载力的同时降低了水泥用量。高效高压劈裂搅拌桩较普通搅拌桩比较增加了施工过程中的喷浆压力，比普通搅拌桩具有更好的成桩质量。
附图说明
[0019]图1为本专利技术公开的多功能施工钻头主视图；
[0020]图2为本专利技术公开的多形态水泥土搅拌桩施工桩头侧视图；
[0021]图3为双管法管道剖面图；
[0022]图4为双管法管道剖面图；
[0023]图5为筒桩断面示意图；
[0024]图6为竹节桩示意图；
[0025]图中：1.第一喷射孔，2.第一固定筒，3.第一叶片，4第一叶片喷口，5.外筒，6.第二喷射孔，7.第二叶片喷孔，8.第二叶片，9.第二固定筒，10.内筒11.双管法喷浆管与叶片焊点；12.浆液管道，13.压缩气体管道，14.活塞，15.推动杆，16.内部低强度区域，17.外部高强度区域。
具体实施方式
[0026]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0027]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本专利技术另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
[0028]应当理解的，本实施例中钻头的主体结构为圆柱，那么向心侧即为内侧，离心侧即为外侧，基于该基础方位，本专利技术中的内外被准确限定。
[0029]如图1、图2所示，本实施例公开了一种多形态水泥土搅拌桩施工钻头，包括两层筒，分别套装在一起的内筒10和外筒5，且内筒10下部延伸到外筒5外，沿着外筒10的径向方向在外筒5的外壁上设有第一固定筒2，在第一固定筒2内设有可沿着其轴线方向伸缩的第一叶片3，在第一叶片3内固定有浆液管道，在第一固定筒2上方的外管壁上还设有第一喷射孔1；
[0030]沿着内筒10的径向方向在内筒10延伸到外筒5外那部分外壁上设有第二固定筒9，在第二固定筒9内设有可沿着其轴线方向伸缩的第二叶片8，在第二叶片8内固定有压缩气体管道13和浆液管道12，所述的压缩气体管道13和浆液管道12可与第二叶片8一起伸缩；在第二固定筒9上方的内筒壁上方还设有第二喷射孔。
[0031]进一步的，本实施例中，压缩气体管道绕浆液管道设置一圈，即内圈液体喷射孔外包裹一圈气体喷射孔。
[0032]作为进一步的技术方案，本实施例中，第一喷射孔沿着外管壁对称设置一对；作第二喷射孔沿着内管壁对称设置一对。
[0033]进一步的，第一叶片3上的浆液管道与水泥浆液泵及水泵相连，可通过喷射高压水流实现三管法施工。
[0034]其中第一、第二叶片8用于施工过程中对扰动土层及搅拌水泥浆，喷射孔用于水泥浆喷射,其中第二叶片的喷孔为双管法，钻头内的外筒用于独立带动上下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可施工多形态水泥土搅拌桩的施工钻头，其特征在于，包括套装在一起的内筒和外筒，且内筒下部延伸到外筒外，沿着外筒的径向方向在外筒的外壁上设有第一固定筒，在第一固定筒内设有可沿着其轴线方向伸缩的第一叶片，在第一叶片内固定有浆液管道，在第一固定筒上方的外管壁上还设有第一喷射孔；沿着内筒的径向方向在内筒的外壁上设有第二固定筒，在第二固定筒内设有可沿着其轴线方向伸缩的第二叶片，在第二叶片内固定有压缩气体管道和浆液管道，所述的压缩气体管道和浆液管道可与第二叶片一起伸缩；在第二固定筒上方的内筒壁上方还设有第二喷射孔。2.如权利要求1所述的可施工多形态水泥土搅拌桩的施工钻头，其特征在于，所述的第一叶片由液压缸控制其伸缩。3.如权利要求1所述的可施工多形态水泥土搅拌桩的施工钻头，其特征在于，所述的第一叶片由液压缸控制其伸缩。4.如权利要求1所述的可施工多形态水泥土搅拌桩的施工钻头，其特征在于，所述的第一固定筒包括两个，两个相对设置。5.如权利要求1所述的可施工多形态水泥土搅拌桩的施工钻头，其特征在于，所述的第二固定筒包括两个，两个相对设置。6.如权利要求1所述的可施工多形态水泥土搅拌桩的施工钻头，其特征在于，所述的压缩气体管道绕浆液管道设置一圈。7.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：周勇，张庆涛，冯维哲，吕新建，史长远，岳宏智，姚占勇，姚凯，姚铭，
申请(专利权)人：山东大学山东高速济南绕城西线公路有限公司，
类型：发明
国别省市：